Java中的Cloneable介面

一、簡介

Cloneable介面是標記介面之一，即沒有任何方法的介面，作用是告訴Java運行時環境，任何實現了Cloneable介面的類的實例，可以使用Object類中的clone方法進行克隆。

使用clone()方法可以避免對象引用淺拷貝的問題，實現等價對象的複製。clone()方法會在堆內存中為新的對象分配空間，並將原始對象的狀態複製到新對象中，同時產生一個新的對象引用。

二、實現Cloneable介面

Cloneable介面並沒有任何方法，實現Cloneable介面的類必須重寫Object類的clone()方法。

在重寫clone()方法時，需要注意以下事項：

1、clone()方法需要使用public修飾符，這是因為在Object類中，定義了protected類型的clone()方法，如果要在子類中重寫該方法，必須使用public修飾符覆蓋該方法；

2、需要調用Object類的clone()方法，返回Object類型，然後進行強制類型轉換並返回。

public class MyClass implements Cloneable {
    private int count;
    private String name;

    public MyClass(int count, String name) {
        this.count = count;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        MyClass cloned = (MyClass) super.clone();
        return cloned;
    }
}

三、正確的深拷貝

clone()方法進行的是淺拷貝，即對象的引用被複制，但是對象的實例並沒有被複制。如果需要進行深拷貝，需要在實現clone()方法的時候進行操作。

public class MyClass implements Cloneable {
    private int count;
    private String name;
    private List list;

    public MyClass(int count, String name, List list) {
        this.count = count;
        this.name = name;
        this.list = list;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        MyClass cloned = (MyClass) super.clone();
        List tempList = new ArrayList();
        for (String str : this.list) {
            tempList.add(str);
        }
        cloned.list = tempList;
        return cloned;
    }
}

在上面的例子中，MyClass的實例包含一個List類型的成員變數，如果進行淺拷貝，那麼新克隆出來的實例中的list成員變數的引用還是指向原來的那個List實例，會出現修改一個對象的情況影響到另一個對象的現象。因此，需要重新創建一個List實例，並將原來的值複製。

四、小結

Cloneable介面作用是標記介面，用於告訴Java虛擬機，實現了此介面的類可以被克隆；實現克隆需要重寫Object類的clone()方法；
進行深拷貝需要在重寫的clone()方法中手動進行數據的複製。

完整代碼示例：

public class MyClass implements Cloneable {
    private int count;
    private String name;

    public MyClass(int count, String name) {
        this.count = count;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        MyClass cloned = (MyClass) super.clone();
        return cloned;
    }
}


public class DeepCloneClass implements Cloneable {
    private int age;
    private List list;

    public DeepCloneClass(int age, List list) {
        this.age = age;
        this.list = list;
    }

    @Override
    public Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        DeepCloneClass cloned = (DeepCloneClass) super.clone();
        List tempList = new ArrayList();
        for (String str : this.list) {
            tempList.add(str);
        }
        cloned.list = tempList;
        return cloned;
    }
}


public class TestClass {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        MyClass obj1 = new MyClass(10, "obj1");
        MyClass obj2 = (MyClass) obj1.clone();

        System.out.println(obj1 == obj2); // false
        System.out.println(obj1.equals(obj2)); // true

        List list1 = new ArrayList();
        list1.add("a");
        list1.add("b");
        list1.add("c");
        DeepCloneClass obj3 = new DeepCloneClass(20, list1);
        DeepCloneClass obj4 = (DeepCloneClass) obj3.clone();

        System.out.println(obj3 == obj4); // false
        System.out.println(obj3.equals(obj4)); // true

        obj3.getList().add("d");
        System.out.println(obj3.equals(obj4)); // false
    }
}